[发明专利]衰减风力涡轮机中的振荡

说明书

本文的实施方式描述了使用塔架减振系统来减少风力涡轮机中的振荡。为此，减振系统可以使用与激活策略分离的度量，以便控制叶片桨距角并避免或减轻反馈环路。在一个实施方式中，减振系统测量与塔架上的疲劳载荷相关的涡轮机上的力。此外，涡轮机可以执行计算以将该力与激活策略解耦。也就是说，涡轮机确定该力的值，就好像减振系统不起作用或不存在一样。此外，减振系统使用当前风速和风分布来产生桨距基准值。减振系统可以同时使用桨距基准值和塔架上的疲劳载荷来减小塔架振荡。

技术领域

在本公开中呈现的实施方式一般地涉及风塔减振系统，更具体地说，涉及将控制信号与用于减少风力涡轮机中的振荡的激活策略解耦。

背景技术

每当转子叶片经过塔架并产生推动塔架的风时，可能出现塔架振荡。塔架振荡的另一个来源是风湍流，风湍流可能导致风力涡轮机塔架中的周期性的或瞬时的运动。风力涡轮机塔架中的振荡和振动可能使风力涡轮机疲劳。如果不加以检查，这些振荡可能对风力涡轮机的使用寿命产生不利影响。

补偿塔架振荡的一种方法是考虑到这些振荡来设计塔架。例如，可以通过使塔架更刚硬、设计叶片来减轻振荡、减小机舱和转子的重量等来减少塔架振荡。但是这些设计措施经常与风力涡轮机的其他期望的质量特性冲突，例如低成本和高效率。因此，一些涡轮机包括塔架减振系统，塔架减振系统用于主动地应对涡轮机中检测到的塔架振荡和振动。

发明内容

本公开的实施方式是一种用于操作风力涡轮机的方法和计算机可读存储介质。该方法和存储介质包括基于施加在风力涡轮机上的力确定塔架疲劳权重值，并且基于测量的风况和风分布确定风权重值。该方法和存储介质包括组合塔架疲劳权重值和风权重值以产生组合增益值，并且基于组合增益值确定用于衰减风力涡轮机中的振荡的变桨致动值。

本公开的另一实施方式是一种风力涡轮机控制器，风力涡轮机控制器包括处理器和耦连到处理器的塔架减振系统。塔架减振系统被构造成基于施加在风力涡轮机上的力来确定塔架疲劳权重值，并且基于测量的风况和风分布来确定风权重值。塔架减振系统构造成组合塔架疲劳权重值和风权重值以产生组合增益值，并根据组合增益值确定用于衰减风力涡轮机中的振荡的变桨致动值。

附图说明

通过参考实施方式阅读对上文概述的本公开的更具体的描述，可以详细地理解本公开的上述特征，其中一些实施方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的典型实施方式，因此不应将其视为限制其范围，因为本公开可允许其他同等有效的实施方式。

图1示出了根据本文所述的实施方式的风力涡轮机的示意图。

图2示出了根据本文所述的实施方式的风力涡轮机的机舱和塔架内部的部件的示意图。

图3是示出根据本文所述的实施方式的塔架加速度和塔架上的疲劳载荷之间的关系的图。

图4是示出根据本文所述的实施方式的风速与塔架上的疲劳载荷之间的关系的图。

图5是示出根据本文所述的实施方式在各种风速下塔架和变桨系统各自的损坏分布的图。

图6是根据本文所述的实施方式的风力涡轮机控制器的框图。

图7是示出根据本文所述的实施方式转子上的推力和塔架上的疲劳载荷之间的关系的图。

图8是根据本文所述的实施方式确定用于减小风力涡轮机中的振荡的叶片桨距值的流程。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示图中的相同元件。可以设想，在一个实施方式中公开的元件可以有利地应用于其它实施方式，而无需特别说明。

具体实施方式

概述